智能視頻分析技術(shù)應用研究

智能視頻分析包含的范圍很廣，很多智能視頻分析技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)發(fā)揮了重要的作用。本文討論智能視頻分析技術(shù)結構、內容、難點(diǎn)、應用與發(fā)展趨勢，重點(diǎn)討論智能視頻分析在視頻監控行業(yè)中的應用，期望能為智能視頻分析技術(shù)的應用、研究與發(fā)展提供借鑒。

智能視頻分析是什么　　

計算機視覺(jué)技術(shù)在圖像及圖像描述之間建立映射關(guān)系，從而使計算機能夠通過(guò)數字圖像處理和分析來(lái)理解視頻畫(huà)面中的內容。視頻智能分析(IVS，Intelligent  Video  Surveillance)主要指計算機“自動(dòng)的抽取和分析視頻源中的關(guān)鍵信息”，按照一定的規則進(jìn)行判斷并決定是否給出報警。如果把攝像機看作人的眼睛，而智能分析系統可以看作人的大腦?！　?/p>

需求　　

隨著(zhù)近年來(lái)視頻監控系統的大力建設，各個(gè)行業(yè)的攝像機越建越多。僅僅在平安城市的建設中，至2010年，根據北京市公安局的統計數據，公安建設的各類(lèi)監控有270多萬(wàn)個(gè)，共享社會(huì )資源300多萬(wàn)個(gè)。在傳統的視頻監控模式下，通過(guò)有限的電視墻人工監控來(lái)監看實(shí)時(shí)事件;通過(guò)人工根據時(shí)間段和大致地點(diǎn)來(lái)查找已發(fā)生的事件。如此多的攝像頭，極少量的電視墻，人工實(shí)時(shí)監視根本無(wú)法顧及。統計信息顯示，人工不能有效監控多個(gè)電視屏幕，操作人員盯著(zhù)屏幕電視監控超過(guò)10分鐘后將漏掉90%的視頻信息，來(lái)自其他事件將會(huì )干擾監控的效果(例如電話(huà)、聊天等)。在發(fā)生事件后，通過(guò)人工來(lái)檢索事件變得比較困難而低效，大部分事件稍一疏忽就會(huì )遺漏過(guò)去。倫敦七七爆炸案中，有100多位安保人員花費了70多個(gè)工時(shí)才在大量磁帶中找到了需要的信息?！　?/p>

另外，成千上萬(wàn)的攝像頭給管理部門(mén)的維護也帶來(lái)麻煩，如何確定每一路視頻是否在正常工作也成為一個(gè)難題;有一些視頻會(huì )因為大風(fēng)或震動(dòng)出現抖動(dòng);也有一些視頻因為大霧而變得不清晰等等?！　?/p>

而智能視頻分析技術(shù)的出現正是為解決上述問(wèn)題，它能協(xié)助進(jìn)行視頻質(zhì)量的診斷，幫助確定哪些攝像機可能存在問(wèn)題;它能對實(shí)時(shí)視頻進(jìn)行24小時(shí)不間斷的分析，而不會(huì )感覺(jué)疲勞或被打擾;它可以幫助我們智能搜索感興趣的內容而不是一幀一幀的查找視頻。但是，它并不能代替我們工作，要明確智能視頻分析所起到的作用是輔助的，它可以通過(guò)科技力量提高工作的效率，做出最終判斷還是人工?！　?/p>

智能視頻分析技術(shù)解析　　

系統結構分析　　

基于現有的視頻監控系統架構，智能視頻分析系統有不同的系統結構?！　?/p>

針對傳統的模擬視頻監控系統，通常增加外置DSP處理主機(集成軟件License)或工控機+視頻采集卡+軟件License。針對傳統的IP視頻監控系統，通常增加外置嵌入式主機+軟件License或服務(wù)器+軟件License?！　?/p>

基于視頻質(zhì)量的分析　　

基于視頻質(zhì)量的分析主要由兩個(gè)方面，視頻質(zhì)量診斷主  要用于 設 備 運 營(yíng) 管 理，在 中、大 型 視 頻 監 控 系 統 中  的作用非常明顯;視頻圖像增強用于改善的視覺(jué)效果，用于某些特定的場(chǎng)合?！　?/p>

視頻質(zhì)量診斷　　

功能：視頻信號缺失、遮擋、清晰度異常、亮度異常、噪聲、雪花、偏色、畫(huà)面凍結、PTZ運動(dòng)失控等?！　?/p>

通過(guò)基于視頻圖像比對的方法、機器自動(dòng)學(xué)習的方法、模擬運動(dòng)指令圖像分析等方法對視頻質(zhì)量的異常進(jìn)行分析，并對異常的攝像機提出報警，由人工進(jìn)行檢查修正。機器自動(dòng)學(xué)習的方法在實(shí)際視頻監控系統中應提取大量的視頻片斷，包括正常視頻以及存在各種故障的視頻，形成訓練樣本，并模擬人類(lèi)視覺(jué)特性，針對不同故障類(lèi)型提取了大量視頻圖像特征參數，用以訓練檢測系統?！　?/p>

在實(shí)際運行場(chǎng)景中，視頻質(zhì)量診斷系統應當通過(guò)自動(dòng)學(xué)習適應攝像機在室外環(huán)境下的光線(xiàn)變化、場(chǎng)景變化、季節變化、各種不同的安裝視角、球機或云臺的運動(dòng)適應，特別需要加強自動(dòng)學(xué)習能力方面的設計，與人眼的識別不同，機器是通過(guò)各種參數來(lái)識別，場(chǎng)景變化對機器來(lái)說(shuō)更加敏感，所以自動(dòng)學(xué)習適應能力對視頻質(zhì)量診斷系統來(lái)說(shuō)尤為重要，通過(guò)對新樣本的訓練來(lái)提高系統的性能是可行的。